海马在晕动症被动运动感觉冲突中的作用及机制研究

Motion sickness is a common medical problem to affect operation capacity in the field of aviation, spaceflight and navigation. Mismatch between passive motion acceleration mode and the expected mode in the neural store calibrated by past experience is principle of motion sickness. However, mechanism of comparison, encoding and storage between passive motion sensory information and experience is unclear. Studies suggested that the hippocampus is the key area for processing spatial memory and important for regulating vestibular function. On the basis of animal model of sensory conflict, we found that activity of memory-related signaling molecules in hippocampus was closely related to the maintenance of sensory memory. These evidences suggested that hippocampus could process passive motion sensory information, and play a key role in the central comparison of sensory conflict. Present project intends to observe the role of hippocampal neuronal activity in passive motion sensory conflict and the maintenance of sensory memory using electrophysiological and live fluorescence imaging techniques. We will also use molecular biology, immunohistochemistry and in vivo pharmacological experiments to find and verify the signaling molecules related to sensory information compare and storage in order to clarify effect and mechanism of hippocampus during sensory conflict of motion sickness. The purpose for the upper experiments is to provide a new way for the future exploration of new prevention method.

晕动症是航空、航天和航海领域影响人员作业能力的常见医学问题，被动运动加速度模式与中枢的预期不相符所产生的感觉冲突是晕动症发生的基本原理，而被动运动感觉信息与经验信息间比较、重塑和存储的机制仍不清楚。研究证实，海马是处理空间记忆的关键脑区，且对前庭功能具有重要的调节作用；我们前期在建立晕动症感觉冲突动物模型的基础上，发现海马记忆相关信号分子活性变化与感觉记忆的维持密切相关；提示海马能对被动运动感觉信息进行处理，并在被动运动感觉信息的中枢比较中起关键作用。本研究拟采用电生理及活体动物荧光成像技术，观察海马各区神经元活性变化与被动运动感觉冲突发生和感觉记忆维持的关系；进一步采用分子生物学、免疫组织化学及在体药理学实验，寻找并验证与被动运动感觉信息比较和存储密切相关的信号分子，以初步阐明海马在晕动症感觉冲突中的作用和分子机制，为将来探索新的晕动症防治方法提供新途径。

晕动症是航空、航天和航海领域影响人员作业能力的常见医学问题，被动运动加速度模式与中枢的预期不相符所产生的感觉冲突是晕动症发生的基本原理，而被动运动感觉信息与经验信息间比较、重塑和存储的机制仍不清楚。本研究采用脑区损毁技术明确了海马CA1区是海马处理被动运动感觉信息的关键脑区，在感觉记忆维持期起关键作用，与感觉记忆形成过程无关；进一步采用分子生物学、免疫组织化学及在体药理学实验，确定了在感觉记忆维持过程中起重要作用的是海马CA1区的CaMKII蛋白的活性变化，这个作用与CaMKII的自磷酸化有关，主要是通过其与突触后膜复合体的相互作用使得其自身磷酸化而起作用的，其后续信号通路中起关键作用的是CREB蛋白的磷酸化，而非通过CaMKII-ERK-CREB通路起作用；以上结果表明抑制海马CA1区的CaMKII蛋白活性能阻断感觉记忆的维持，以此推论，激活CaMKII蛋白活性可延长感觉记忆的维持，故使用CaMKII激动剂进行腹腔给药验证实验，证实其能明显延长感觉记忆的维持时间。以上结果说明海马CA1区在被动运动感觉记忆的存储中起重要作用，在晕动症适应后使用CaMKII的激动剂类药物，能延长适应维持时间，减少巩固训练次数，为海员、航天员、军队官兵海战前的抗晕训练方案提供参考，并为新型促适应药物的研发提供新参考。